電力系統(tǒng)分析第四章-新-展示頁
2025-05-11 18:00本頁面
【正文】 頻率偏差的概念：實際頻率與額定頻率之間的差值； 我國頻率額定值是 50Hz，偏移范圍為 177。 一、頻率偏差及頻率調(diào)整的必要性 電力系統(tǒng)有功功率的平衡 ★ 對用戶的影響： （ 1）異步電機轉(zhuǎn)速：紡織工業(yè)、造紙工業(yè)； （ 2）異步電機功率下降； （ 3）電子設(shè)備的準確度。 頻率調(diào)整的必要性（頻率變化的影響）： 電力系統(tǒng)有功功率的平衡 根據(jù)有功負荷隨時間不規(guī)則變化按其 變化幅度和周期 ，將負荷變動分為三類： （ 1） 變動幅度很小，變化周期很短， 這種負荷變動有很大的偶然性，屬隨機負荷變動； （ 2） 變動幅度較大，變化周期較長， 屬于這種負荷的主要有：電爐、電氣機車等帶有沖擊性的負荷變動； （ 3） 變動幅度最大，變化周期最長， 其變動基本上可以預(yù)計，是由生產(chǎn)、生活、氣象等變化引起的負荷變動。 電力系統(tǒng)有功功率的平衡 根據(jù)負荷變動的分類，有功平衡和頻率調(diào)整也相應(yīng)分為三類： a. 一次調(diào)頻： 由發(fā)電機調(diào)速器進行； b. 二次調(diào)頻： 由發(fā)電機調(diào)頻器進行； c. 三次調(diào)頻： 由調(diào)度部門根據(jù)負荷預(yù)測曲線進行最優(yōu)分配。 ☆ 一次調(diào)頻時所有運行中的發(fā)電機組都可以參加，取決于發(fā) 電機組是否已經(jīng)滿負荷發(fā)電，這類發(fā)電廠稱為負荷監(jiān)視廠； 二次調(diào)頻是由平衡節(jié)點來承擔； 三次調(diào)頻則屬于電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行調(diào)度的范疇。 三、有功功率平衡和備用容量 即保證有功功率電源發(fā)出有功與系統(tǒng)發(fā)電負荷相平衡。 分類：按存在形式分為：熱備用和冷備用； 按作用分為：負荷備用、事故備用、檢修備用、國民 經(jīng)濟備用等。系統(tǒng)經(jīng)濟調(diào)度主要通過制定優(yōu)化的系統(tǒng)運行計劃來實現(xiàn)。 系統(tǒng)的短期運行計劃問題是一個十分復(fù)雜的系統(tǒng)優(yōu)化問題，但由于其所帶來的顯著經(jīng)濟效益，人們一直在積極研究，提出了各種方法來解決這個問題。 負荷曲線的編制：發(fā)電廠負荷曲線＝總負荷＋網(wǎng)損＋廠用電 ① 參照長期積累的數(shù)據(jù)對用戶的用電計劃進行調(diào)整； ② 確定網(wǎng)絡(luò)損耗和廠用電； ③ 注意氣象、節(jié)假日等條件的變化。 糊系統(tǒng)方法 方法 方法 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 主要內(nèi)容 要求在保證系統(tǒng)安全的條件下，在所研究的周期內(nèi)， 以小時為單位 合理選擇電力系統(tǒng)中 哪些機組應(yīng)該運行 、 何時運行 及 運行時各機組的發(fā)電功率 ，其目標是在滿足系統(tǒng)負載及其它物理和運行約束的前提下 使周期內(nèi)系統(tǒng)消耗的燃料總量或總費用值為最少 。 有功功率負荷的最優(yōu)分配：是指系統(tǒng)的 有功功率負荷 在各個正在運行的發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間的 合理分配 ； 核心是按 等耗量微增率準則 進行分配。 比耗量： 耗量特性曲線上某點的縱坐標 和橫坐標之比，即單位時間內(nèi) 能量的輸入和輸出之比，記為 μ ；即 。 W 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 ＝ ＝ ＝ ＝ Δ F d F Δ W d Wλ λ Δ P d P Δ P d P或 耗量微增率：耗量特性曲線上某點切線的斜率，表示在該點 的能量輸入增量與輸出增量之比，即 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 ?Σ n1 G 1 2 G 2 n G n i G ii = 1F = F ( P ) + F ( P ) + + F ( P ) = F ( P )目標函數(shù)： ☆ 有功負荷最優(yōu)分配的目的：在滿足 有功功率平衡 的前提下， 合理分配 各發(fā)電機組出力 ，使發(fā)電設(shè)備在生產(chǎn)電能的過程 中所消耗的 能源最少或成本最少 。 耗量特性相互獨立 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 ()? ?m τi G i0i = 1mmi n F = F ( P ) d t 表 示 系 統(tǒng) 中 火 電 廠 數(shù) 目?② 當消耗的能源受到限制（含有水力發(fā)電廠）時，目標函數(shù) 就不再是單位時間內(nèi)消耗的能源，而是一定運行時間 τ內(nèi) 的能源消耗： ??nnG i L D ii = 1 i = 1P P Δ P = 0?（ 1）等式約束條件：系統(tǒng)有功功率的平衡 若不計網(wǎng)損，則 約束條件： 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 ???????? ???Gim in Gi Gim axGim in Gi Gim axim in i im axP P PQ Q QU U U（ 2）不等式約束條件： ? τ j H j0 W ( P ) dt = C定 值 ☆ 若系統(tǒng)含有水電廠，除有功功率平衡條件外，還有一個 約束條件（用水量 C）： 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 G 1 G 2 L DP + P P = 0( ) ( )Σ 1 G 1 2 G 2m i n F = F P + F P求解： 建立一個新的、不受約束的目標函數(shù) ―― 拉格朗日函數(shù) 三、等耗量微增率準則 以兩臺火電機組為例，忽略有功網(wǎng)損： 假定各臺機組的燃 料消耗量和輸出功率不受限制，確定負荷功率在兩臺機組 間的分配，使總的燃料消耗量最小。 ? ?? ???????? ??????????1 G1G1 G12 G2G2 G2G1 G2 LDdF PL= 0 = λP dPdF PL= 0 = λP dPL= 0 = P + P Pλ 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 ★ 這就是著名的 等耗量微增率準則 ：為使總耗量最小，應(yīng) 按 相等的耗量微增率 在發(fā)電設(shè)備或發(fā)電廠之間分配負荷。 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 11 G 1G122 G 2G233 G 3G3dFλ = = + 14PdPdFλ = = + 08PdPdFλ = = + 09PdP1 2 3λ = λ = λ? ；G 1 G 2 G 3 G 3 G 2P = 1 4 .2 9 + 0 .5 7 2 P = 0 .6 4 3 P P = 2 2 .2 2 + 0 .8 8 9 P解： (1) 按所給耗量特性可得各廠的微增耗量特性為： 根據(jù)等耗量微增率準則： 電力系統(tǒng)有功功率的最優(yōu)分配 例題 4－ 1：某火電廠三臺機組并聯(lián)運行，各機組的燃料消耗特性及功率約束條件如下： 試確定當總負荷分別為 400MW、 700MW時，發(fā)電廠間功率的經(jīng)濟分配（不計網(wǎng)損的影響
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